Γονίδια: Πώς διαμορφώνουν την αντοχή μας στις νυχτερινές βάρδιες και τις εποχές

Ο ανθρώπινος οργανισμός μοιάζει με ευαίσθητο ρολόι, συντονισμένο με τον ήλιο, το βράδυ, τον χειμώνα και το καλοκαίρι. Αυτή η εσωτερική «βιολογική ώρα» – γνωστή ως κιρκαδικός ρυθμός – ρυθμίζει τον ύπνο, τη διάθεση, τη θερμοκρασία του σώματος και τις ορμόνες. Πρόσφατη μελέτη αποκαλύπτει για πρώτη φορά πως ο βαθμός προσαρμογής σε αλλαγές σπασμένου ύπνου στις νυχτερινές βάρδιες και στις εποχές, καθορίζεται περίπου από τα γονίδιά μας.

Δεδομένα από πραγματική ζωή

Περίπου 3.000 ιατροί σε ειδικότητες, που φορούσαν έξυπνα ρολόγια – fitness trackers – για διάστημα ενός έτους, αποτέλεσαν το δείγμα της μελέτης. Καταγράφηκαν σημαντικά στοιχεία: πχ. αυξημένος αριθμός βημάτων και περισσότερο ξύπνημα το καλοκαίρι σε σχέση με τον χειμώνα. Παρ’ όλα αυτά, παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των συμμετεχόντων – κάποιοι δεν εμφάνιζαν καμία διαφορά μεταξύ εποχών, ενώ άλλοι έτειναν σε αντίθετες τάσεις. Αυτό υποδεικνύει ότι η ικανότητα προσαρμογής μας στις αλλαγές του φωτός και της θερμοκρασίας δεν είναι ίδια για όλους – κάτι που σχετίζεται με μοριακές διαφορές στο DNA μας.

Το γονίδιο SLC20A2: ένας βασικός «παραγωγός»

Οι ερευνητές διέθεταν δύο κύριες μεταβλητές: την εσωτερική ώρα του ατόμου (circadian time), η οποία υπολογίστηκε από τις μεταβολές του καρδιακού ρυθμού, και την επαγγελματική υποχρέωση της νυχτερινής βάρδιας. Συνδύαζαν αυτά τα δεδομένα ώστε να υπολογίσουν το πόσο επηρεάζεται η καθημερινή ρουτίνα κάθε ατόμου. Όπως διαπιστώθηκε, τα άτομα που εμφάνιζαν έντονη εποχική μεταβολή στη σωματική τους δραστηριότητα, παρουσίαζαν επίσης μεγαλύτερη διαταραχή όταν εργάζονταν τη νύχτα τον χειμώνα.

Αυτό δεν συνέβαινε στην ίδια έκταση κατά το καλοκαίρι. Η εξήγηση εντοπίζεται στο γονίδιο SLC20A2, το οποίο μεταφέρει ιόντα μέσω των κυτταρικών μεμβρανών, ιδιαίτερα στους νευρώνες. Η λειτουργία του γονιδίου επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο τα κύτταρα μεταδίδουν τα ηλεκτρικά σήματα που συντονίζουν τον κιρκαδικό ρυθμό.

Πολυμορφισμοί SNP: γιατί μερικοί… αντέχουν καλύτερα

Οι επιστήμονες ανέλυσαν εκατοντάδες διαφορές στον κώδικα του SLC20A2 (SNPs) και επικέντρωσαν την προσοχή τους σε πέντε συγκεκριμένα. Ορισμένα ζεύγη αυτών των πολυμορφισμών (πιο “ανθεκτικά” ή “ευάλωτα” γονότυπα) φάνηκε να εξηγούν τον τρόπο με τον οποίο τα άτομα ανταποκρίνονταν σε συνθήκες night shift, ειδικά τον χειμώνα. Το γεγονός ότι κάποιοι χρειάζονταν περισσότερο χρόνο για να προσαρμοστούν μετά από νυχτερινή βάρδια ή εμφάνιζαν έντονη δραστηριότητα το καλοκαίρι, δείχνει ότι αυτοί οι γονότυποι καθορίζουν την “ευκαμψία” των ρολογιών του σώματος.

Σύζευξη εποχής–κιρκαδικού ρυθμού: από ”χειμερία νάρκη” στον ύπνο

Έχει παρατηρηθεί, ειδικά σε περιοχές με ξεκάθαρη εποχικότητα, ότι οι άνθρωποι αλλάζουν συνήθειες: κοιμούνται περισσότερο τον χειμώνα και λιγότερο το καλοκαίρι. Μάλιστα, η έκθεση στο φως και η διάρκεια της ημέρας δρουν ως triggers για τον εγκέφαλο μέσω των υπερχιασματικών πυρήνων (SCN), συντονίζοντας τις εσωτερικές μας λειτουργίες.  Συγκεκριμένα, κατά τη διάρκεια σύντομων ημερών, οι νευρωνικές ομάδες στον SCN λειτουργούν σε συντονισμό, ενώ τις μακρύτερες μέρες λειτουργούν πιο αποσυντονισμένα, επιτρέποντας αλλαγές στην παραγωγή ορμονών, στην εγρήγορση και στον ύπνο.

Ευθύνη στην υγεία των νυχτερινών βάρδιων

Οι νυχτερινές βάρδιες συσχετίζονται με σοβαρές επιπτώσεις στην υγεία: παχυσαρκία, διαταραχές ύπνου, υπέρταση κ.ά. Η αναγνώριση ότι η ικανότητα προσαρμογής ποικίλλει τόσο πολύ από άτομο σε άτομο, δίνει τη δυνατότητα σχεδιασμού εξατομικευμένων στρατηγικών. Για παράδειγμα, άτομα με “ευάλωτο” γονότυπο μπορούν να λάβουν μετεωρολογική στήριξη: αυξημένη έκθεση σε φως, ρύθμιση του προγράμματος ύπνου, διαχείριση του στρες, διατροφή, νυχτερινές διακοπές κ.ά.

Προτάσεις και πρακτικές εφαρμογές

1. Γονιδιακό τεστ: Διαβάθμιση του «γονιδιακού προφίλ» SLC20A2, ώστε να προβλεφθεί η αντοχή στο shift work.

2. Personalized plan: Προσαρμοσμένα προγράμματα φωτισμού, ύπνου, δραστηριότητας ανάλογα με την εποχή και τον γονότυπο.

3. Εργασιακή πολιτική: Εφαρμογή εναλλαγών βαρδιών με επίκεντρο το βιολογικό ρολόι.

Αυτή η πρωτοποριακή έρευνα αποδεικνύει ότι η σχέση μας με τον ύπνο και τους κιρκαδικούς μας ρυθμούς δεν είναι απλά «αποδεκτό κακό» για όσους δουλεύουν νύχτες. Είναι αποτέλεσμα βαθιά ριζωμένων γενετικών και περιβαλλοντικών αλληλεπιδράσεων. Καθώς πολλές χώρες στηρίζονται σε εργαζόμενους με νυχτερινές βάρδιες – ιατρικό και νοσηλευτικό προσωπικό, αστυνομία, βιομηχανία, εστίαση – η κατανόηση της βιολογίας πίσω από τη διευθέτηση της νυχτερινής εργασίας καθίσταται επιτακτική. Σε ένα μέλλον όπου η ιατρική και η τεχνητή νοημοσύνη θα δίνουν εξατομικευμένες λύσεις, η μελέτη αυτή ανοίγει τον δρόμο για πιο υγιείς, πιο αποδοτικούς αλλά και πιο ανθρώπινους τρόπους εργασίας σε όλον τον πλανήτη.